巖石邊坡錨索加固

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1、巖石邊坡錨索加固設(shè)計(jì)與施工張偉2000級(jí)土木工程專業(yè)巖土工程班第一節(jié)巖石邊坡工程勘探山東省萊州市金倉(cāng)礦業(yè)有限公司倉(cāng)上金礦位于萊州市境內(nèi)，年產(chǎn)黃金70000兩，是我國(guó)大型露天金礦之一。礦區(qū)位于萊州市以北25公里，屬過西鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)采場(chǎng)坑口地勢(shì)較為平坦，標(biāo)高為+3m左右。上口尺寸為1200×415m，分東西兩個(gè)采場(chǎng)。西部采場(chǎng)終了設(shè)計(jì)坑底標(biāo)高-118m，終了邊坡最大高度-121m。目前開采水平為-154m和-142m，形成157m的包邊坡，邊坡臺(tái)階高度為12m，并段后為24m。臺(tái)階邊坡角第四系為40°，強(qiáng)風(fēng)化帶為50°~62°，斜長(zhǎng)角閃巖為6

2、0°~65°，花崗巖為60°~75°，上盤綜合邊坡角為42°52′44″~43°40′04″，下盤綜合邊坡角為42°33′10″~43°23′38″。東部采場(chǎng)北幫地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層交錯(cuò)，北幫西部F18斷層與邊坡面形成小角度相交，為逆斷層。斷層產(chǎn)狀182°，∠54°~∠56°，上緩下陡，表面光滑，并充填有10mm厚的黑色斷層泥。局部有斷層破碎帶，使部分邊坡出現(xiàn)穩(wěn)定性不足。本工程加固范圍位于東部采場(chǎng)北幫西部的481~491線之間，該面邊坡受F18和F7的影響，邊坡穩(wěn)定性明顯不足，這兩個(gè)斷層形成楔體，上部為-94m汽車運(yùn)輸?shù)溃坏┬w失穩(wěn)，將

3、直接影響采場(chǎng)的安全生產(chǎn)，使該礦生產(chǎn)癱瘓、停產(chǎn)。為此，萊州市金倉(cāng)礦業(yè)有限公司于1998年委托鞍鋼礦山研究所對(duì)倉(cāng)上金礦北幫西部進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析及綜合治理方案研究，并進(jìn)行了邊坡加固設(shè)計(jì)，加固設(shè)計(jì)范圍為-106m~-118m。第二節(jié)邊坡預(yù)應(yīng)力錨索治理方案設(shè)計(jì)一、邊坡治理方案本設(shè)計(jì)主要采用預(yù)應(yīng)力錨索加固方案。在加固范圍內(nèi)（包括F7斷層以西）共分A、B、C和D四個(gè)區(qū)。A區(qū)寬30m；B區(qū)寬27.5m；C區(qū)寬20m；D區(qū)寬25m，采用5排預(yù)應(yīng)力錨索防護(hù)，外設(shè)鋼筋混凝土錨墩結(jié)構(gòu)，并掛網(wǎng)噴射混凝土。二、預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)與計(jì)算1、滑坡推力：?jiǎn)挝粚挾绕麦w重量A

4、：B：C：左10m：右10m：D：2、按坡頂有裂隙破壞計(jì)算臨界張裂隙深度：取水位高度取浮力：裂隙中的凈水壓力：3、錨固力計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)取1.5T——錨固力，kN；——錨桿的安裝角；A段錨固力T，由下式：得出TA=838kN同理得出TB=1218kNTC1=1597kNTC2=838kNTD=1787kN4、錨索截面積選擇8根ф15.24鋼絞線組成錨索，每根最大抗拉力20t，錨索抗拉力8×20=160t。5、錨固段長(zhǎng)度各段長(zhǎng)度如下表：位段置位度長(zhǎng)A段B段C左段C右段D段錨固段1414141414自由段1012151015總長(zhǎng)度2426292

5、4296、張拉力驗(yàn)算張拉力驗(yàn)算考慮一定的安全儲(chǔ)備T0=160×75%=120t=120×9.8kN=1176kN間排距選擇@2.5×2.5m此時(shí)，由每排五根錨索所提供的錨固力為T=1176×5=5880KN>TD×2.5=4467.5KN顯然，錨固力更大于TA、TB、TC1、TC2，張拉力滿足設(shè)計(jì)要求。第三節(jié)預(yù)應(yīng)力錨索施工一、施工方案根據(jù)剩余下滑力，選用錨索體為ф15.24的1860Mpa高強(qiáng)低松弛鋼鉸線，單個(gè)錨固單元設(shè)計(jì)荷載為1200kN，即由8根鋼鉸線組成，內(nèi)錨固段采用自由注漿錨固，錨固長(zhǎng)度為12m或14m。張拉段采用金屬波紋管隔離

6、，波紋管直徑為φ80mm，待張拉完畢后進(jìn)行注漿。二、主要施工工序、技術(shù)措施（一）錨索造孔及制安1、錨索造孔錨索孔均采用130mm鉆孔，鉆孔傾角為15°，鉆孔深度為錨索長(zhǎng)度加500mm。鉆孔施工前應(yīng)嚴(yán)格定位定向，傾斜角度偏差小于1.5°，水平方向偏差小于2.5°，安裝錨索前應(yīng)進(jìn)行洗孔處理，用壓氣吹凈沉渣。2、錨索編制采用1860MPa（ф15.24）高強(qiáng)低松弛鋼鉸線。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鋼鉸線下料時(shí)應(yīng)注意其切割的質(zhì)量檢查，對(duì)有磨損破股的應(yīng)予剔除。鋼鉸線的切割應(yīng)使用砂輪鋸，不得使用電弧切割。錨頭用10#鐵絲攏緊二道，分離架采用20mm厚鑄鐵件，錨

7、固段每隔1m設(shè)置一個(gè)分離架，分離架與分離架之間用10#鐵絲攏緊，形成如串桃核狀的索體。張拉段用金屬波紋管隔離，管端用棉花黃油堵緊，并用8#鐵絲綁扎牢靠。3、錨索安裝安裝錨索前，必需嚴(yán)格檢查鉆孔深度、錨索長(zhǎng)度是否與設(shè)計(jì)相符，檢查張拉段長(zhǎng)度是否準(zhǔn)確，波紋管端部密封是否可靠，分離架固定是否牢固。錨索體不得有銹蝕、油污現(xiàn)象。下錨索前應(yīng)對(duì)孔口進(jìn)行保護(hù)，嚴(yán)防泥土、石塊和雜物帶入孔內(nèi)，錨索體露出孔口不得小于800mm。4、錨固段的注漿錨固段的錨固采用灌注凈水泥漿工藝，將φ30mm塑料管附在錨索體上，一同送入孔內(nèi)，水泥凈漿采用425普通硅酸鹽水泥，水灰

8、比控制在0.45~0.50左右，用注漿泵向孔內(nèi)注漿，直至漿液溢出孔口后一分鐘左右。注漿后如漿液面下降應(yīng)及時(shí)補(bǔ)注，直至漿液穩(wěn)定在孔口為止。（二）錨索錨墩施工錨墩結(jié)構(gòu)如圖所示，錨墩上臺(tái)面400×400mm，與錨